Máy phát điện một chiều là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Máy phát điện một chiều thường được các hộ gia đình sử dụng để thay thế và cung cấp năng lượng khi cúp điện. Sau đây, casiofx.vn sẽ giúp bạn hiểu thêm về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và thông tin chi tiết của máy phát điện một chiều nhé!

Máy phát điện một chiều là gì?

Máy phát điện một chiều hay còn được biết đến là máy phát điện DC. Dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday, máy phát điện một chiều sẽ biến đổi cơ năng thành điện năng bằng cách tạo ra dòng điện đơn hướng của các hạt điện tích electron.

Loại máy phát điện này thường được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải, xây dựng, công nghiệp,… Ngoài ra, chúng còn được sử dụng để sạc các thiết bị điện tử, thắp sáng bóng đèn,… Máy phát điện một chiều còn là nguồn cung cấp năng lượng thay thế khi cúp điện.

Máy phát điện một chiều được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

Cấu tạo máy phát điện một chiều

Stato

Trong cấu tạo động cơ của máy phát điện một chiều thì stato (phần cảm) là bộ phận đứng yên, có chất liệu làm từ thép đúc và được bao quanh bởi hệ thống các cực từ.

Stato có tác dụng tạo ra hiện tượng cảm ứng điện từ và sản sinh ra năng lượng điện thông qua từ thông của máy.

Stato là phần tĩnh, bao quanh bên ngoài là hệ thống các cực từ

Roto

Roto (phần ứng) là bộ phận có thể chuyển động, nằm ở trong stato. Cấu tạo roto bao gồm trục, lõi phần ứng, dây quấn phần ứng, cổ góp và chổi than dùng đễ dẫn nguồn điện ra ngoài.

Roto là phần chuyển động, nằm bên trong stato và được bao quanh bởi các dây quấn

Cổ góp

Cổ góp bao gồm các phiến góp làm bằng chất liệu đồng, ở giữa lót tấm mica để cách điện, phía ngoài có dạng hình trụ với về mặt nhẵn bóng. Phiến góp được nối với phần từ dây quấn roto qua các đầu dây.

Cổ góp được cấu tạo từ các phiến góp

Chổi than

Chổi than làm bằng than graphit và có độ cứng phụ thuộc và tốc độ của động cơ. Chúng được ép chặt lên cổ góp nhờ vào các lò xo.

Chổi than được ép chặt lên cổ góp nhờ vào các lò xo

Nguyên lý hoạt động máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều tạo ra điện dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday. Định luật cho biết, khi một cuộn dây dẫn được đặt trong từ trường không ổn định, suất điện động cảm ứng sẽ xuất hiện trên phần ứng và sinh ra dòng điện. Số vòng của của cuộn cảm sẽ quyết định độ lớn và chiều của dòng điện.

Sơ đồ hoạt động của máy phát điện một chiều

Phân loại máy phát điện một chiều

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Là động cơ điện một chiều có cuộn dây kích từ thuộc nguồn cấp riêng, độc lập với phần ứng và hệ thống. Khi đó, bạn có thể chủ động ở phần kích từ để máy hoạt động theo quy trình mong muốn.

Động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường ít được sử dụng trong thực tế

Động cơ điện một chiều kích từ song song (tự kích từ)

Động cơ điện một chiều kích từ song song có nghĩa là cuộn dây kích từ và phần ứng được đấu song song để nhận được điện áp định mức khi máy vận hành.

Khi được lắp song song, momen của động cơ điện sẽ được gia tăng tỷ lệ thuận với điện áp, và tốc độ coi như không thay đổi theo dòng điện.

Dây kích từ và dây phần ứng mắc song song để điện áp trên cả 2 bằng nhau

Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

Ở sơ đồ động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp, chổi than và cổ góp được nối với cuộn dây kích từ qua dây quấn. Khi dòng điện phụ tải thay đổi sẽ gây ra ảnh hưởng và làm cho tốc độ động cơ thay đổi.

Trong sơ đồ động cơ một chiều kích từ nối tiếp, dòng điện phụ tải thay đổi sẽ làm cho tốc độ động cơ thay đổi.

Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp là động cơ có phần cảm là sự kết hợp của 2 cuộn dây: 1 cuộn dây nhỏ, nhiều vòng mắc song song với phần ứng và 1 cuộn dây lớn, ít vòng mắc nối tiếp với phần ứng.

Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp được sử dụng để đáp ứng nhu cầu lớn về điện một chiều

Ưu, nhược điểm của máy phát điện một chiều

Ưu điểm

• Là thiết bị hữu ích, được ứng dụng nhiều trong đa dạng lĩnh vực.
• Mạch điều khiển đơn giản, dễ sử dụng.
• Có độ ổn định cao hơn so với máy phát điện xoay chiều.

Máy phát điện một chiều có độ ổn định cao, dễ sử dụng

Nhược điểm

• Động cơ sử dụng cổ góp, chổi than nên khả năng hoạt động kém.
• Độ an toàn thấp, dễ cháy nổ khi gặp rung chấn.

Khi gặp rung chấn, máy phát điện một chiều có thể bị nổ

Hy vọng rằng bạn sẽ có thêm thông tin về máy phát điện một chiều cũng như cấu tạo và nguyên lý hoạt động chúng. Nếu có bất kỳ điều gì thắc mắc, liên hệ ngay với casiofx.vn bạn nhé!